JP2010245387A - Wavelength variable laser, wavelength variable laser device, and wavelength variable laser control method - Google Patents

Wavelength variable laser, wavelength variable laser device, and wavelength variable laser control method Download PDF

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隆志 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate wavelength control by shifting a peak wavelength without changing a peak wavelength interval. <P>SOLUTION: A wavelength variable laser 100 includes a DFB portion 2 including a first optical waveguide 10a including a diffraction grating forming region 10d as a region having a first diffraction grating 31 formed thereon and a gain region 10e positioned so as to continue in a waveguide direction to the diffraction grating forming region 10d, a DBR portion 3 including a second optical waveguide path 10b provided with a second diffraction grating 32a and optically coupled to the first optical waveguide 10a, a DFB portion wavelength control electrode 45 provided at a position for injecting a DFB portion wavelength control current in the diffraction grating forming region 10d in the first optical waveguide 10a of the DFB portion 2, and an electrode 41 for gain provided at a position for injecting a gain current larger than the DFB portion waveguide length control current in the gain region 10e in the first optical waveguide 10a of the DFB portion 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、波長可変レーザ、波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ制御方法に関する。   The present invention relates to a wavelength tunable laser, a wavelength tunable laser apparatus, and a wavelength tunable laser control method.

従来、波長可変レーザとして、例えば、特許文献1には、分布反射(DistributedReflector:DR)型の波長可変レーザを応用し、回折格子にSG(Sampled Grating)を用いたDR型波長可変レーザが提案されている。このDR型の波長可変レーザは、利得領域と位相制御領域とを有し回折格子がSGを形成しているDFB領域と、DFB領域とは異なるサンプリング周期を持つ回折格子がSGを形成しているDBR領域と、から構成されている。   Conventionally, as a wavelength tunable laser, for example, Patent Document 1 proposes a DR-type wavelength tunable laser using a distributed reflector (DR) type tunable laser and using SG (Sampled Grating) as a diffraction grating. ing. In this DR type wavelength tunable laser, a DFB region having a gain region and a phase control region, and a diffraction grating having a sampling period different from that of the DFB region forms SG. A DBR region.

特許文献1に記載された波長可変レーザでは、DFB領域の位相制御領域、及びDBR領域への注入電流を制御することでバーニア効果を利用して各反射ピークの波長の選択を行っている。   In the wavelength tunable laser described in Patent Document 1, the wavelength of each reflection peak is selected using the Vernier effect by controlling the injection current to the phase control region and DBR region of the DFB region.

特開2004−336002号公報JP 2004-336002 A

しかしながら、特許文献1に記載されたレーザでは、DFB領域の利得領域に回折格子が設けられているため、反射スペクトルのピーク波長をシフトさせようとするとピーク波長間隔が変化してしまい波長制御が複雑になるという問題があった。   However, in the laser described in Patent Document 1, since the diffraction grating is provided in the gain region of the DFB region, if the peak wavelength of the reflection spectrum is shifted, the peak wavelength interval changes and the wavelength control is complicated. There was a problem of becoming.

そこで、本発明は上記課題に鑑み、ピーク波長間隔をなるべく変化させることなくピーク波長をシフトさせることにより、波長制御が容易となる波長可変レーザ、及び波長可変レーザ制御方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention has an object to provide a wavelength tunable laser and a wavelength tunable laser control method that makes wavelength control easy by shifting the peak wavelength without changing the peak wavelength interval as much as possible. To do.

上述の課題を解決するため、本発明の波長可変レーザは、第1の回折格子が設けられている回折格子形成領域と、回折格子形成領域と光導波方向に連続して位置する利得領域と、を含む第1の光導波路を備えるDFB部と、第2の回折格子が設けられると共に第1の光導波路と光学的に結合している第2の光導波路を備えるDBR部と、DFB部の第1の光導波路における回折格子形成領域にDFB部波長制御電流を注入する位置に設けられたDFB部波長制御電極と、DFB部の第1の光導波路における利得領域にDFB部波長制御電流より大きな利得用電流を注入する位置に設けられた利得用電極と、を備える。   In order to solve the above-described problem, a wavelength tunable laser according to the present invention includes a diffraction grating formation region in which a first diffraction grating is provided, a gain region that is located continuously in the diffraction grating formation region and the optical waveguide direction, A DFB portion including a first optical waveguide including a DBR portion including a second optical waveguide provided with a second diffraction grating and optically coupled to the first optical waveguide; A DFB part wavelength control electrode provided at a position where a DFB part wavelength control current is injected into a diffraction grating formation region in one optical waveguide, and a gain larger than the DFB part wavelength control current in a gain region in the first optical waveguide of the DFB part. And a gain electrode provided at a position where a working current is injected.

この構成では、第1の光導波路は、連続した回折格子形成領域と利得領域とを含み、第1の回折格子は回折格子形成領域に設けられ、利得を生じる利得領域には回折格子が設けられていないため、ピーク波長間隔を変化させることなくピーク波長をシフトさせることとなり、波長制御が容易になるという効果を得ることが可能となる。   In this configuration, the first optical waveguide includes a continuous diffraction grating formation region and a gain region, the first diffraction grating is provided in the diffraction grating formation region, and a diffraction grating is provided in the gain region that generates gain. Therefore, the peak wavelength is shifted without changing the peak wavelength interval, and the effect that wavelength control becomes easy can be obtained.

また、波長可変レーザは、DFB部とDBR部との間に設けられ、第1の光導波路、及び第2の光導波路を導波する光の位相をシフトさせる位相シフト部を更に備えることが好適である。この構成により、低い閾値電流によりレーザ発振が生じるという効果を得ることが可能となる。   The wavelength tunable laser preferably further includes a phase shift unit that is provided between the DFB unit and the DBR unit and shifts the phase of the light guided through the first optical waveguide and the second optical waveguide. It is. With this configuration, it is possible to obtain an effect that laser oscillation occurs due to a low threshold current.

また、第2の回折格子は、SGを形成することが好適である。この構成により、SGの各反射ピークにおける位相のずれが小さいために、位相制御をより簡単とすることが可能となる。   The second diffraction grating is preferably formed of SG. With this configuration, since the phase shift at each reflection peak of SG is small, phase control can be simplified.

また、第2の回折格子は、SSG(superstructure grating)を形成することが好適である。この構成により、反射率が高いため、より大きな光出力を得ることが可能となる。   Further, it is preferable that the second diffraction grating forms an SSG (superstructure grating). With this configuration, since the reflectance is high, a larger light output can be obtained.

上記課題を解決するため、本発明の波長可変レーザ装置は、上記波長可変レーザと、DFB部波長制御電流を調整することにより第1の回折格子が設けられた第1の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDFB部波長制御部と、DBR部に注入されるDBR部波長制御電流を調整することにより第2の回折格子が設けられた第2の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDBR部波長制御部と、を備える。   In order to solve the above-described problems, a wavelength tunable laser device according to the present invention includes a reflection spectrum of the wavelength tunable laser and a first optical waveguide provided with a first diffraction grating by adjusting a DFB wavelength control current. A DFB unit wavelength control unit that controls one peak wavelength of a plurality of peak wavelengths to a predetermined value, and a second diffraction grating provided by adjusting a DBR unit wavelength control current injected into the DBR unit. A DBR unit wavelength control unit configured to control one peak wavelength among the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the two optical waveguides to a predetermined value.

この構成により、より適切に、第1の光導波路における反射スペクトルと、第2の光導波路における反射スペクトルと、を所望の値に制御することが可能となる   With this configuration, it is possible to more appropriately control the reflection spectrum in the first optical waveguide and the reflection spectrum in the second optical waveguide to desired values.

また、波長可変レーザ装置は、波長可変レーザが発振する光の光出力をモニタする光出力モニタ部と、光出力モニタ部がモニタした光出力が最大となるように位相シフト部に注入する位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御部と、を更に備えることが好適である。この構成により、より大きな光出力を得ることが可能となる。   The wavelength tunable laser device includes an optical output monitor unit that monitors the optical output of light oscillated by the wavelength tunable laser, and phase control that is injected into the phase shift unit so that the optical output monitored by the optical output monitor unit is maximized. It is preferable to further include a phase control current control unit that controls the current. With this configuration, a larger light output can be obtained.

上記課題を解決するために、本発明の波長可変レーザ制御方法は、波長可変レーザにおけるDFB部波長制御電流を調整することにより、波長可変レーザの第1の回折格子が設けられた第1の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDFB部波長制御ステップと、波長可変レーザにおけるDBR部波長制御電流を調整することにより、波長可変レーザの第2の回折格子が設けられた第2の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDBR部波長制御ステップと、を備える。   In order to solve the above-described problem, the wavelength tunable laser control method of the present invention adjusts the DFB wavelength control current in the wavelength tunable laser to adjust the first optical waveguide provided with the first diffraction grating of the wavelength tunable laser. By adjusting the DFB unit wavelength control step for controlling one peak wavelength of the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the waveguide to a predetermined value and the DBR unit wavelength control current in the wavelength tunable laser, And a DBR section wavelength control step for controlling one peak wavelength of the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the second optical waveguide provided with the diffraction grating to a predetermined value.

この構成により、第1の光導波路の回折格子形成領域に対して電流を注入することにより第1の光導波路における反射スペクトルを制御し、さらに、第2の光導波路に注入する電流を制御することにより第2の光導波路における反射スペクトルを制御することとなる。それにより、波長制御がより容易になるという効果を得ることが可能となる。   With this configuration, the reflection spectrum in the first optical waveguide is controlled by injecting current into the diffraction grating formation region of the first optical waveguide, and further, the current injected into the second optical waveguide is controlled. Thus, the reflection spectrum in the second optical waveguide is controlled. Thereby, it becomes possible to obtain an effect that the wavelength control becomes easier.

また、波長可変レーザ制御方法は、波長可変レーザが発振する光の光出力をモニタする光出力モニタステップと、光出力モニタステップにおいてモニタされた光出力が最大となるように、波長可変レーザのDFB部とDBR部との間に設けられ、光の位相をシフトさせる位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御ステップと、を更に備えることが好適である。   The wavelength tunable laser control method includes a light output monitoring step for monitoring the light output of light oscillated by the wavelength tunable laser, and the DFB of the wavelength tunable laser so that the light output monitored in the light output monitoring step is maximized. It is preferable to further include a phase control current control step for controlling a phase control current that is provided between the unit and the DBR unit and that is injected into the phase shift unit that shifts the phase of light.

位相シフト部に注入する電流を調節することにより、より大きな光出力を得ることが可能となる。   By adjusting the current injected into the phase shift unit, a larger light output can be obtained.

本発明によれば、ピーク波長間隔を変化させることなくピーク波長をシフトさせることにより、波長制御が容易となる波長可変レーザ、及び波長可変レーザ制御方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a wavelength tunable laser and a wavelength tunable laser control method that facilitate wavelength control by shifting the peak wavelength without changing the peak wavelength interval.

第1実施形態における波長可変レーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the wavelength tunable laser apparatus in 1st Embodiment. 図1に示す制御部及びモニタ部の機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the control part and monitor part which are shown in FIG. 実施形態に係る波長可変レーザ制御方法の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the wavelength variable laser control method which concerns on embodiment. 第2実施形態における波長可変レーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the wavelength tunable laser apparatus in 2nd Embodiment. 第3実施形態における波長可変レーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the wavelength tunable laser apparatus in 3rd Embodiment.

<第1実施形態>
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate descriptions are omitted.

図1に本実施形態における波長可変レーザ装置1aの構成を示す。この図に示すように、本実施形態の波長可変レーザ装置1aは、波長可変レーザ100、波長可変レーザ100の適切な位置に配置された電極等を制御する制御部200、及び、波長可変レーザ100の出力をモニタしモニタ結果を制御部200へ出力するモニタ部300を含んで構成されている。本実施形態における波長可変レーザ100の発振波長可変範囲は、1.25マイクロメートルから1.75マイクロメートルで、光通信用波長多重光源として用いることができる。但し、波長可変レーザ1aの発振波長をこれに限定する意図はない。   FIG. 1 shows a configuration of a wavelength tunable laser device 1a in the present embodiment. As shown in this figure, the wavelength tunable laser device 1a of this embodiment includes a wavelength tunable laser 100, a control unit 200 that controls electrodes and the like disposed at appropriate positions of the wavelength tunable laser 100, and And a monitor unit 300 that outputs a monitoring result to the control unit 200. The oscillation wavelength variable range of the wavelength tunable laser 100 in this embodiment is 1.25 to 1.75 micrometers, and can be used as a wavelength-multiplexed light source for optical communication. However, there is no intention to limit the oscillation wavelength of the wavelength tunable laser 1a.

波長可変レーザ100は、DFB部2、DBR部3、及びDFB部2とDBR部3との間に位置する位相シフト部4を備える。   The wavelength tunable laser 100 includes a DFB unit 2, a DBR unit 3, and a phase shift unit 4 positioned between the DFB unit 2 and the DBR unit 3.

利得を生じさせる機能を含むDFB部2は、第1の回折格子31が設けられた第1の光導波路10aを含む。DFB部2における第1の回折格子31は、導波方向の長さがΛsである単位構造(セグメント)(以下、「DFB部単位構造」と称する)からなるSGを形成している。DFB単位構造は、第1の回折格子31が設けられている部分と、第1の回折格子31が設けられていない部分と、から構成されている。   The DFB unit 2 including a function for generating a gain includes a first optical waveguide 10 a provided with a first diffraction grating 31. The first diffraction grating 31 in the DFB portion 2 forms an SG having a unit structure (segment) (hereinafter referred to as “DFB unit structure”) having a length in the waveguide direction of Λs. The DFB unit structure includes a portion where the first diffraction grating 31 is provided and a portion where the first diffraction grating 31 is not provided.

第1の光導波路10aは、第1の回折格子31が設けられている部分である回折格子形成領域10dと、回折格子形成領域10dと光導波方向に連続して位置しており、第1の回折格子31が設けられていない部分である利得領域10eと、に分けられる。本実施形態においては、第1の光導波路10aにおける回折格子形成領域10d及び利得領域10eは単一(同一)層から構成されており、組成は同一である。   The first optical waveguide 10a is located in a portion where the first diffraction grating 31 is provided, the diffraction grating formation region 10d, and the diffraction grating formation region 10d, which is continuously located in the optical waveguide direction. The gain region 10e is a portion where the diffraction grating 31 is not provided. In the present embodiment, the diffraction grating formation region 10d and the gain region 10e in the first optical waveguide 10a are composed of a single (same) layer and have the same composition.

DBR部3は、SSGを形成する第2の回折格子32aが設けられた第2の光導波路10bを含む。第2の回折格子32aは、光導波方向の長さがΛrである単位構造(セグメント)(以後「DBR部単位構造」と称する)からなるSSGを形成する。このDBR部単位構造は、波長可変範囲を回折波長に持つチャープ回折格子である。このチャープ回折格子の回折波長は離散化されている。つまり、DBR部3は、複数のDBR部単位構造からなる超構造回折格子SSGを有する。   The DBR unit 3 includes a second optical waveguide 10b provided with a second diffraction grating 32a that forms an SSG. The second diffraction grating 32a forms an SSG composed of a unit structure (segment) (hereinafter referred to as “DBR unit structure”) whose length in the optical waveguide direction is Λr. This DBR unit structure is a chirped diffraction grating having a wavelength tunable range as a diffraction wavelength. The diffraction wavelength of this chirped diffraction grating is discretized. That is, the DBR part 3 has a superstructure diffraction grating SSG composed of a plurality of DBR part unit structures.

本実施形態の波長可変レーザ100が発振する光は、バーニア効果(第1の光導波路10a、及び第2の光導波路10bおける反射スペクトルのピーク波長間隔のわずかの差を利用して、微少な波長の変化を拡大する効果)を用いることにより所望の波長に制御することができる。   The light oscillated by the wavelength tunable laser 100 according to the present embodiment has a vernier effect (using a slight difference in the peak wavelength interval of the reflection spectrum in the first optical waveguide 10a and the second optical waveguide 10b). The effect can be controlled to a desired wavelength.

その為に、DFB部2におけるDFB部単位構造の光路長と、DBR部3におけるDBR部単位構造の光路長と、は異なる。   Therefore, the optical path length of the DFB unit unit structure in the DFB unit 2 is different from the optical path length of the DBR unit unit structure in the DBR unit 3.

第1の回折格子31の周期は、第2の回折格子32aにおける最小周期(Λ)と最大周期(Λ1)との間にあることが好ましい。なお、Λ1からΛを離散的に分割してステップ状に回折波長を変えることによって、チャープ回折格子の形成は連続的に回折格子周期を変えることができない、という問題を解消することができる。Λsは25マイクロメートルから250マイクロメートルの間であることが好ましい。Λsの長さのうち第1の回折格子31が設けられている長さはΛs全体の長さの5パーセントから50パーセントであることが好ましい。DFB部2全体の長さは200マイクロメートルから600マイクロメートルであることが好ましい。 The period of the first diffraction grating 31 is preferably between the minimum period (Λ 2 ) and the maximum period (Λ 1 ) of the second diffraction grating 32a. In addition, by dividing Λ 1 to Λ 2 discretely and changing the diffraction wavelength in steps, the problem that the formation of the chirped diffraction grating cannot change the diffraction grating period continuously can be solved. . Λs is preferably between 25 micrometers and 250 micrometers. Of the length of Λs, the length in which the first diffraction grating 31 is provided is preferably 5 to 50 percent of the total length of Λs. The entire length of the DFB portion 2 is preferably 200 micrometers to 600 micrometers.

DFB部2及びDBR部3の間には光導波路10を導波する光の位相をシフトさせる位相シフト部4が形成されている。この位相シフト部4は、低い閾値電流でレーザ発振が生じるように光導波路10の光路長を制御する機能を有する。   Between the DFB unit 2 and the DBR unit 3, a phase shift unit 4 for shifting the phase of light guided through the optical waveguide 10 is formed. The phase shift unit 4 has a function of controlling the optical path length of the optical waveguide 10 so that laser oscillation occurs with a low threshold current.

第1の光導波路10a、第2の光導波路10b、及び第3の光導波路10cは光学的に結合している(以後、第1の光導波路10a、第2の光導波路10b、及び第3の光導波路10cの全てを含めて光導波路10と称する)。DFB部2とDBR部3との回折格子の結合係数は、50cm-1〜500cm-1である。 The first optical waveguide 10a, the second optical waveguide 10b, and the third optical waveguide 10c are optically coupled (hereinafter, the first optical waveguide 10a, the second optical waveguide 10b, and the third optical waveguide 10c). The entire optical waveguide 10c is referred to as the optical waveguide 10). The coupling coefficient of the diffraction grating of the DFB portion 2 and the DBR portion 3 is 50cm -1 ~500cm -1.

光導波路10は、光閉じ込め層11及び13に挟まれたコア層12を含んで構成されている。なお、図1においては、第1の回折格子31、及び第2の回折格子32aは光閉じ込め層13(図1においてコア層12に対して下方)に設けられているように記載されているが、設けられる部分を光閉じ込め層13に限定する意図はない。第1の回折格子31、及び第2の回折格子32aは、光閉じ込め層11(すなわち、図1におけるコア層12の上方)に設けられていてもよい。光閉じ込め層11及び13は、コア層12のバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを有するGaInAsP系又はAlGaInAs系素材を用いることが可能である。   The optical waveguide 10 includes a core layer 12 sandwiched between optical confinement layers 11 and 13. In FIG. 1, the first diffraction grating 31 and the second diffraction grating 32a are described as being provided in the optical confinement layer 13 (below the core layer 12 in FIG. 1). There is no intention to limit the portion to be provided to the optical confinement layer 13. The first diffraction grating 31 and the second diffraction grating 32a may be provided in the light confinement layer 11 (that is, above the core layer 12 in FIG. 1). The optical confinement layers 11 and 13 can be made of a GaInAsP-based material or an AlGaInAs-based material having a band gap energy larger than that of the core layer 12.

DFB部2におけるレーザ光L1が出射される面である光出射端面60aとDBR部3に設けられた、光をモニタする(後述)ためのモニタ光L2が出射される面である光出射端面60bは、誘電体多層膜により低反射コーティングされている。   A light emitting end face 60b that is a surface from which the laser light L1 is emitted in the DFB section 2 and a light emitting end face 60b that is provided on the DBR section 3 and from which the monitor light L2 for monitoring light (described later) is emitted. Has a low reflection coating with a dielectric multilayer film.

コア層12の中で、位相シフト部4、及びDBR部3を形成しているコア層12は、DFB部2を形成している活性層のバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを持つGaInAsP系或いはAlGaInAs系の素材とすることが好適である。   Among the core layers 12, the core layer 12 forming the phase shift unit 4 and the DBR unit 3 has a GaInAsP system having a band gap energy larger than that of the active layer forming the DFB unit 2 or It is preferable to use an AlGaInAs-based material.

第2の回折格子32aが形成するSSGにおいては、チャープ回折格子からなるDBR部単位構造が複数個形成されている。第2の光導波路10bの光導波方向の長さは300マイクロメートルから900マイクロメートルであることが好適である。また、Λrは、25マイクロメートルから250マイクロメートルであることが好適である。   In the SSG formed by the second diffraction grating 32a, a plurality of DBR unit structures composed of chirped diffraction gratings are formed. The length of the second optical waveguide 10b in the optical waveguide direction is preferably 300 to 900 micrometers. In addition, Λr is preferably from 25 micrometers to 250 micrometers.

第2の回折格子32aのチャープ回折格子の周期は、波長可変レーザ100の波長可変範囲をλ1からλ2(λ1<λ2)、群屈折率をneとすると、ΛからΛの範囲となる。ここで、Λ及びΛは数式1及び数式2を満たす。

Figure 2010245387

Figure 2010245387
Period of chirped grating of the second diffraction grating 32a, the wavelength variable range from .lambda.1 .lambda.2 of the tunable laser 100 (λ1 <λ2), when the group refractive index as n e, a range of lambda 1 of lambda 2 . Here, Λ 1 and Λ 2 satisfy Equation 1 and Equation 2.
Figure 2010245387

Figure 2010245387

実際のチャープ回折格子の形成では、連続的に回折格子の周期を変えることができないため、Λ1からΛ2を離散的に分割してステップ状に回折波長を変える。なお、上述の通り、第1の回折格子31の回折格子の周期をΛ0とすると、数式3を満たすことが好適である。

Figure 2010245387
In the actual formation of the chirped diffraction grating, since the period of the diffraction grating cannot be changed continuously, Λ1 to Λ2 are discretely divided to change the diffraction wavelength in steps. As described above, when the period of the diffraction grating of the first diffraction grating 31 is Λ 0, it is preferable that Expression 3 is satisfied.
Figure 2010245387

本実施形態の波長可変レーザ100は、第1の光導波路10aにおける反射スペクトルのピーク波長と、第2の光導波路10bにおける反射スペクトルのピーク波長と、のバーニア効果を用いて所望の波長で光を発振している。   The wavelength tunable laser 100 of the present embodiment emits light at a desired wavelength by using the vernier effect of the peak wavelength of the reflection spectrum in the first optical waveguide 10a and the peak wavelength of the reflection spectrum in the second optical waveguide 10b. It is oscillating.

DFB部2と、DBR部3と、の回折格子の結合係数は、50cm−1から1000cm−1である。 The coupling coefficient of the diffraction gratings of the DFB part 2 and the DBR part 3 is 50 cm −1 to 1000 cm −1 .

DFB部2における利得を生じさせる光導波路10aは、例えば、GaInAsP系、又はAlGaInAs系の多重量子井戸構造を有することが可能である。   The optical waveguide 10a that generates a gain in the DFB portion 2 can have, for example, a GaInAsP-based or AlGaInAs-based multiple quantum well structure.

DFB部2の上部であって、第1の回折格子31が設けられた回折格子形成領域10dに電流(以後「DFB部波長制御電流」と称する)を注入する位置にDFB部波長制御電極45が設けられている。また、DFB部2の上部であって、利得領域10eに電流(以後「利得用電流」と称する)を注入する位置に利得用電極41が設けられている。DFB部波長制御電流の密度は、回折格子形成領域10dの閾値電流密度より小さい。すなわち回折格子形成領域10dには利得が生じない。但し、回折格子形成領域10dの光吸収を小さくするために適度な電流は注入されている。   The DFB part wavelength control electrode 45 is located above the DFB part 2 and at a position where a current (hereinafter referred to as “DFB part wavelength control current”) is injected into the diffraction grating forming region 10 d provided with the first diffraction grating 31. Is provided. Further, a gain electrode 41 is provided at a position where an electric current (hereinafter referred to as “gain current”) is injected into the gain region 10 e above the DFB portion 2. The density of the DFB wavelength control current is smaller than the threshold current density of the diffraction grating formation region 10d. That is, no gain occurs in the diffraction grating formation region 10d. However, an appropriate current is injected to reduce the light absorption of the diffraction grating formation region 10d.

位相シフト部4の上部には、光導波路10を導波する光の位相を制御する電流である位相制御用電流を位相シフト部4に注入する位相制御用電極42が設けられている。   A phase control electrode 42 for injecting a phase control current, which is a current for controlling the phase of light guided through the optical waveguide 10, into the phase shift unit 4 is provided above the phase shift unit 4.

DBR部3の上部には、第2の光導波路10bの屈折率を変化させることで反射スペクトルを調整する電流(以下、「DBR部波長制御電流」と称する)をDBR部3に注入するDBR部波長制御電極43が設けられている。   Above the DBR unit 3, a DBR unit that injects into the DBR unit 3 a current that adjusts the reflection spectrum by changing the refractive index of the second optical waveguide 10 b (hereinafter referred to as “DBR unit wavelength control current”). A wavelength control electrode 43 is provided.

光導波路10の上方には第2クラッド層23が設けられ、更に、第2クラッド層23の上方には、コンタクト層21が設けられている。コンタクト層21は高ドープn型GaInAsを用いることができる。   A second cladding layer 23 is provided above the optical waveguide 10, and a contact layer 21 is further provided above the second cladding layer 23. The contact layer 21 can be made of highly doped n-type GaInAs.

光導波路10の下方には第1クラッド層22が設けられ、更に、第1クラッド層22の下方には、半導体基板24が設けられている。半導体基板24の下方にはn型電極44が設けられている。n型半導体基板を用いた場合は、第1クラッド層22はn型InPを、第2クラッド層23はp型InPを、それぞれ用いることが可能である。   A first cladding layer 22 is provided below the optical waveguide 10, and a semiconductor substrate 24 is provided below the first cladding layer 22. An n-type electrode 44 is provided below the semiconductor substrate 24. When an n-type semiconductor substrate is used, the first cladding layer 22 can use n-type InP, and the second cladding layer 23 can use p-type InP.

制御部200は、利得用電極41、位相制御用電極42、DBR部波長制御電極43、及びDFB部波長制御電極45を制御する機能を有する。   The control unit 200 has a function of controlling the gain electrode 41, the phase control electrode 42, the DBR unit wavelength control electrode 43, and the DFB unit wavelength control electrode 45.

図2は、制御部200及びモニタ部300の機能構成を示す図である。制御部200は、DFB部波長制御部101、DBR部波長制御部102、位相制御用電流制御部103、光出力制御部104、メモリ105、及び判断部106を含んで構成される。   FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the control unit 200 and the monitor unit 300. The control unit 200 includes a DFB unit wavelength control unit 101, a DBR unit wavelength control unit 102, a phase control current control unit 103, a light output control unit 104, a memory 105, and a determination unit 106.

DFB部波長制御部101は、DFB部波長制御電流を調整することにより、第1の回折格子31が設けられた第1の光導波路10aにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長であるλ0に制御する機能を備える。   The DFB unit wavelength control unit 101 adjusts the DFB unit wavelength control current to adjust one peak wavelength among the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the first optical waveguide 10a provided with the first diffraction grating 31. Is controlled to λ0 which is a desired oscillation wavelength.

DBR部波長制御部102は、DBR部波長制御電極43を用いてDBR部波長制御電流を調整することで、第2の回折格子32aが設けられた第2の光導波路10bにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長をλ0に制御する機能を備える。   The DBR unit wavelength control unit 102 adjusts the DBR unit wavelength control current by using the DBR unit wavelength control electrode 43, so that a plurality of reflection spectra of the second optical waveguide 10b in which the second diffraction grating 32a is provided are reflected. A function of controlling one of the peak wavelengths to λ0 is provided.

位相制御用電流制御部103は、位相制御用電極42を用いて光導波路10を導波する光の位相を変えるための電流である位相制御用電流を制御する機能を備える。制御方法は、例えば、波長可変レーザ100が発振するレーザ光の光出力が最大となるように制御してもよい。   The phase control current control unit 103 has a function of controlling a phase control current that is a current for changing the phase of light guided through the optical waveguide 10 using the phase control electrode 42. For example, the control method may be such that the optical output of the laser light oscillated by the wavelength tunable laser 100 is maximized.

光出力制御部104は、利得用電極41を用いて、利得用電流を調整することにより、波長可変レーザ100の光出力を所望の値に制御する機能を備える。   The optical output control unit 104 has a function of controlling the optical output of the wavelength tunable laser 100 to a desired value by adjusting the gain current using the gain electrode 41.

メモリ105は、DFB部波長制御電流と第1の回折格子31の反射スペクトルピーク波長との関係、DBR部波長制御電流と、第2の回折格子32aの反射スペクトルピーク波長との関係、その他、制御部200が制御する各種設定値と、モニタ部300がモニタした結果との関係、及び、それらの関係についての計算結果を初期値として記憶する機能を備える。それら、記憶された値は、次回同じλ0が選択された場合に初期値として用いられる。   The memory 105 controls the relationship between the DFB part wavelength control current and the reflection spectrum peak wavelength of the first diffraction grating 31, the relation between the DBR part wavelength control current and the reflection spectrum peak wavelength of the second diffraction grating 32a, and the like. A function of storing various setting values controlled by the unit 200 and results monitored by the monitor unit 300 and calculation results of the relationship as initial values is provided. These stored values are used as initial values when the same λ0 is selected next time.

モニタ部300は、波長可変レーザ100が発振した光の波長及び光出力をモニタし、モニタ結果を制御部200へ出力する機能を有する。具体的には、モニタ部300は、波長可変レーザ100が発振する光の波長をモニタする波長モニタ部201、及び波長可変レーザ100が発振する光の光出力をモニタする光出力モニタ部202を含んで構成されている。   The monitor unit 300 has a function of monitoring the wavelength and light output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 and outputting the monitoring result to the control unit 200. Specifically, the monitor unit 300 includes a wavelength monitor unit 201 that monitors the wavelength of light oscillated by the wavelength tunable laser 100, and an optical output monitor unit 202 that monitors the optical output of light oscillated by the wavelength tunable laser 100. It consists of

モニタ部300は、光出射端面60bから出力されるモニタ光L2をモニタしてもよい。又は、光出射端面60aから出力されるレーザ光L1から分岐された光をモニタしてもよい。   The monitor unit 300 may monitor the monitor light L2 output from the light emitting end surface 60b. Or you may monitor the light branched from the laser beam L1 output from the light-projection end surface 60a.

<波長可変レーザ1aの製造方法について>
次に、本実施形態における波長可変レーザ1aの製造方法について説明する。
<About the manufacturing method of the wavelength tunable laser 1a>
Next, a method for manufacturing the wavelength tunable laser 1a in the present embodiment will be described.

図1に本実施形態の波長可変レーザ100の層構造の一例を示しているが、これらの層構造は、GaAs、或いはInPなどの半導体基板上にOMVPE(Organic Metal Vapor Phase Epitaxy:有機金属気相成長)法、或いはMOCVD(Metal Organic Chemical VaporDeposition:有機金属化学気相成長)法などの結晶成長法を用いて各層を積層していくことにより形成することができる。また、回折格子の形成は、電子ビーム露光装置を用いて行うことができる。DFB部2とDBR部3において層の構造が異なる場合には、何れかの層をエッチングで除去した後、そこに別の層構造を再成長することで形成できる。   FIG. 1 shows an example of the layer structure of the wavelength tunable laser 100 of this embodiment. These layer structures are formed on a semiconductor substrate such as GaAs or InP by OMVPE (Organic Metal Vapor Phase Epitaxy). It can be formed by laminating each layer using a crystal growth method such as a growth) method or a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method. The diffraction grating can be formed using an electron beam exposure apparatus. When the DFB portion 2 and the DBR portion 3 have different layer structures, they can be formed by removing one of the layers by etching and then re-growing another layer structure there.

<処理の流れについて>
次に図3を用いて本実施形態における処理の流れについて説明する。
<About the process flow>
Next, the flow of processing in this embodiment will be described with reference to FIG.

光出力制御部104は、利得用電極41を用いて、DFB部2における利得領域10eに対してレーザ発振閾値以上の利得用電流を注入する(ステップS501)。   The light output control unit 104 uses the gain electrode 41 to inject a gain current equal to or greater than the laser oscillation threshold into the gain region 10e in the DFB unit 2 (step S501).

DFB部波長制御部101は、DFB部波長制御電極45を用いてDFB部2における回折格子形成領域10dに対して注入される電流(DFB部波長制御電流)を調整することにより、第1の回折格子31が形成された第1の光導波路10aにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の発振波長λ0に制御する(ステップS502)。この時、初期値として、DFB部波長制御電流と第1の光導波路10aにおける反射ピーク波長との関係をあらかじめ測定あるいは計算しておきメモリ105に保存しておく。   The DFB part wavelength control unit 101 uses the DFB part wavelength control electrode 45 to adjust the current (DFB part wavelength control current) injected into the diffraction grating formation region 10d in the DFB part 2 to thereby perform the first diffraction. One peak wavelength among the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the first optical waveguide 10a on which the grating 31 is formed is controlled to a desired oscillation wavelength λ0 (step S502). At this time, as an initial value, the relationship between the DFB part wavelength control current and the reflection peak wavelength in the first optical waveguide 10 a is measured or calculated in advance and stored in the memory 105.

DBR部波長制御部102は、DBR部波長制御電極43を用いてDBR部3に注入する電流を調整することにより、第2の回折格子32aが形成された第2の光導波路10bにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長をλ0に制御する(ステップS503)。この時、初期値として、注入する電流と第2の光導波路10bにおける反射ピーク波長との関係をあらかじめ測定あるいは計算しておきメモリ105に保存しておく。   The DBR unit wavelength control unit 102 adjusts the current injected into the DBR unit 3 by using the DBR unit wavelength control electrode 43, whereby the reflection spectrum of the second optical waveguide 10b in which the second diffraction grating 32a is formed is adjusted. One peak wavelength among the plurality of peak wavelengths is controlled to λ0 (step S503). At this time, as an initial value, the relationship between the injected current and the reflection peak wavelength in the second optical waveguide 10 b is measured or calculated in advance and stored in the memory 105.

光出力モニタ部202は、波長可変レーザ100が発振する光の光出力をモニタする(ステップS504)。   The optical output monitor unit 202 monitors the optical output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 (step S504).

位相制御用電流制御部103は、位相制御用電極42を用いて位相制御用電流を調整することにより、光出力モニタ部202がモニタする光出力を最大に制御する(ステップS505)。   The phase control current control unit 103 controls the light output monitored by the light output monitoring unit 202 to the maximum by adjusting the phase control current using the phase control electrode 42 (step S505).

光出力制御部104は、利得用電極41を用いてDFB部2における利得領域10eに対して注入される利得用電流を調整することにより、光出力を所望の値に制御する(ステップS506)。   The optical output control unit 104 controls the optical output to a desired value by adjusting the gain current injected into the gain region 10e in the DFB unit 2 using the gain electrode 41 (step S506).

波長モニタ部201は、波長可変レーザ100が発振する光の波長をモニタする(ステップS507)。   The wavelength monitor unit 201 monitors the wavelength of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 (step S507).

DFB部波長制御部101は、DFB部波長制御電極45を用いてDFB部2における回折格子形成領域10dに対して注入されるDFB部波長制御電流を再調整することにより、波長モニタ部201がモニタした波長可変レーザ100の光の波長をλ0に制御する(ステップS508)。   The DFB unit wavelength control unit 101 uses the DFB unit wavelength control electrode 45 to readjust the DFB unit wavelength control current injected into the diffraction grating formation region 10d in the DFB unit 2, so that the wavelength monitor unit 201 monitors the DFB unit wavelength control unit 101. The wavelength of the light of the tunable laser 100 is controlled to λ0 (step S508).

DBR部波長制御部102は、DBR部波長制御電極43を用いてDBR部3に注入する電流を再調整することにより波長可変レーザ100が発振する光の光出力を最大に制御する(ステップS509)。   The DBR unit wavelength control unit 102 controls the light output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 to the maximum by readjusting the current injected into the DBR unit 3 using the DBR unit wavelength control electrode 43 (step S509). .

位相制御用電流制御部103は、位相制御用電極42を用いて位相シフト部4に注入する位相制御用電流を調整することにより波長可変レーザ100が発振する光の光出力を最大に制御する(ステップS510)。   The phase control current control unit 103 controls the light output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 to the maximum by adjusting the phase control current injected into the phase shift unit 4 using the phase control electrode 42 ( Step S510).

判断部106は、光出力モニタ部202がモニタした波長可変レーザ100が発振した光の光出力が所望の出力以上であるか否か判断する(ステップS511)。   The determination unit 106 determines whether the light output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 monitored by the light output monitor unit 202 is equal to or higher than a desired output (step S511).

光出力モニタ部202がモニタした波長可変レーザ100が発振した光の光出力が所望の出力以上でない場合(ステップS511において“NO”)は、ステップS506以降の処理を繰り返す。   When the optical output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 monitored by the optical output monitor unit 202 is not equal to or higher than the desired output (“NO” in step S511), the processes in and after step S506 are repeated.

光出力モニタ部202がモニタした波長可変レーザ100が発振した光の光出力が所望の出力以上である場合(ステップS511において“YES”)は、波長モニタ部201がモニタした波長可変レーザ100が発振した光の波長における波長精度が所望の精度以上であるか否かを判断する(ステップS512)。   When the optical output of the light oscillated by the wavelength tunable laser 100 monitored by the optical output monitor unit 202 is equal to or higher than a desired output (“YES” in step S511), the tunable laser 100 monitored by the wavelength monitor unit 201 oscillates. It is determined whether or not the wavelength accuracy at the wavelength of the light is equal to or higher than a desired accuracy (step S512).

波長精度が所望の精度以上ではないと判断した場合(ステップS512において“NO”)は、ステップS506以降の処理を繰り返す。   If it is determined that the wavelength accuracy is not higher than the desired accuracy (“NO” in step S512), the processing from step S506 is repeated.

波長精度が所望の精度以上であると判断した場合(ステップS512において“YES”)は、処理を終了する。   If it is determined that the wavelength accuracy is equal to or higher than the desired accuracy (“YES” in step S512), the process ends.

なお、便宜のため図には示していないが、所望の光の出力波長λ0が変更された場合には、上記ステップS502以降の処理を実行する。   Although not shown in the figure for convenience, when the desired light output wavelength λ 0 is changed, the processing from step S 502 onward is executed.

<作用及び効果について>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
<About action and effect>
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

本発明の波長可変レーザ100は、第1の回折格子31が設けられている領域である回折格子形成領域10dと、回折格子形成領域10dと光導波方向に連続して位置する利得領域10eと、を含む第1の光導波路10aを備えるDFB部2と、第2の回折格子32aが設けられると共に第1の光導波路10aと光学的に結合している第2の光導波路10bを備えるDBR部3と、DFB部2の第1の光導波路10aにおける回折格子形成領域10dにDFB部波長制御電流を注入する位置に設けられたDFB部波長制御電極45と、DFB部2の第1の光導波路10aにおける利得領域10eにDFB部波長制御電流より大きな利得用電流を注入する位置に設けられた利得用電極41と、を備える。   The wavelength tunable laser 100 according to the present invention includes a diffraction grating formation region 10d, which is a region where the first diffraction grating 31 is provided, a gain region 10e that is continuously located in the optical waveguide direction with the diffraction grating formation region 10d, DBR unit 3 including a first optical waveguide 10a including a DFB unit 2 including a second diffraction grating 32a and a second optical waveguide 10b optically coupled to the first optical waveguide 10a. A DFB part wavelength control electrode 45 provided at a position for injecting the DFB part wavelength control current into the diffraction grating forming region 10d in the first optical waveguide 10a of the DFB part 2, and the first optical waveguide 10a of the DFB part 2 A gain electrode 41 provided at a position for injecting a gain current larger than the DFB wavelength control current into the gain region 10e.

その為、第1の光導波路10aは、連続した回折格子形成領域10dと利得領域10eとを含み、第1の回折格子31は回折格子形成領域10dに設けられ、利得を生じる利得領域10eには第1の回折格子31が設けられていないため、ピーク波長間隔を変化させることなくピーク波長をシフトさせることとなり、波長制御が容易になるという効果を得ることが可能となる。   Therefore, the first optical waveguide 10a includes a continuous diffraction grating formation region 10d and a gain region 10e. The first diffraction grating 31 is provided in the diffraction grating formation region 10d, and the gain region 10e that generates gain is included in the gain region 10e that generates gain. Since the first diffraction grating 31 is not provided, the peak wavelength is shifted without changing the peak wavelength interval, and it is possible to obtain an effect that the wavelength control becomes easy.

また、波長可変レーザ100は、DFB部2とDBR部3との間に設けられ、第1の光導波路10a、及び第2の光導波路10bを導波する光の位相をシフトさせる位相シフト部4を更に備えるため、低い閾値電流によりレーザ発振が生じるという効果を得ることが可能となる。   Further, the wavelength tunable laser 100 is provided between the DFB unit 2 and the DBR unit 3 and shifts the phase of the light guided through the first optical waveguide 10a and the second optical waveguide 10b. Therefore, it is possible to obtain an effect that laser oscillation is caused by a low threshold current.

また、第2の回折格子32aは、SSGを形成している。その為、反射率が高いため、より大きな光出力を得ることが可能となる。   The second diffraction grating 32a forms an SSG. Therefore, since the reflectance is high, it is possible to obtain a larger light output.

また、波長可変レーザ装置1aは、DFB部波長制御電流を調整することにより、第1の回折格子31が設けられた第1の光導波路10aにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所望の値λ0に制御するDFB部波長制御部101と、DBR部3に注入されるDBR部波長制御電流を調整することにより、第2の回折格子32aが設けられた第2の光導波路10bにおける反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長をλ0に制御するDBR部波長制御部102と、を備えるため、より適切に、第1の光導波路10aにおける反射スペクトルと、第2の光導波路10bにおける反射スペクトルと、を所望の値に制御することが可能となる   In addition, the wavelength tunable laser device 1a adjusts the DFB wavelength control current to adjust one peak among a plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the first optical waveguide 10a provided with the first diffraction grating 31. A DFB unit wavelength control unit 101 for controlling the wavelength to a desired value λ 0, and a second optical waveguide provided with a second diffraction grating 32 a by adjusting a DBR unit wavelength control current injected into the DBR unit 3 And a DBR unit wavelength control unit 102 for controlling one peak wavelength of the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum at 10b to λ 0, and more appropriately, the reflection spectrum at the first optical waveguide 10a, the second The reflection spectrum in the optical waveguide 10b can be controlled to a desired value.

また、上記波長可変レーザ装置1aは、波長可変レーザ100が発振する光の光出力をモニタする光出力モニタ部202と、光出力モニタ部202がモニタした光出力が最大となるように位相シフト部4に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御部103と、を更に備えるため、より大きな光出力を得ることが可能となる。   The wavelength tunable laser device 1a includes an optical output monitor unit 202 that monitors the optical output of light oscillated by the wavelength tunable laser 100, and a phase shift unit that maximizes the optical output monitored by the optical output monitor unit 202. 4 is further provided with a phase control current control unit 103 that controls the phase control current injected into 4.

<第2実施形態>
第1実施形態においては、DBR部3における第2の光導波路10bに設けられた回折格子はSSGを形成していた。しかし、DBR部3における第2の光導波路10bに設けられた回折格子はSGを形成してもよい。以下、説明する。但し、第1実施形態と同様である部分に付いては説明を省略し、相違している部分を中心に説明する。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the diffraction grating provided in the second optical waveguide 10b in the DBR portion 3 forms an SSG. However, the diffraction grating provided in the second optical waveguide 10b in the DBR portion 3 may form SG. This will be described below. However, description of parts that are the same as those in the first embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.

図4に、本実施形態の波長可変レーザ装置1bを示す。図1との差異は第2の回折格子32bがSGを形成している点である。   FIG. 4 shows a wavelength tunable laser device 1b according to this embodiment. The difference from FIG. 1 is that the second diffraction grating 32b forms SG.

この場合、第2の回折格子32bが設けられている第2の光導波路10bにおける反射スペクトルの各反射ピークでの位相のずれは、第2の光導波路10bに形けられた回折格子がSSGを形成している場合と比較して、少ないため、位相制御がより簡単になる利点がある。   In this case, the phase shift at each reflection peak of the reflection spectrum in the second optical waveguide 10b provided with the second diffraction grating 32b is caused by the diffraction grating formed in the second optical waveguide 10b having SSG. Since there are few compared with the case where it forms, there exists an advantage which phase control becomes easier.

本実施形態のその他の構成については第1実施形態と同様である。   Other configurations of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

本実施形態の波長可変レーザ100の製造方法は第1実施形態と同様である。また、本実施形態の波長可変レーザ装置1bにおける処理の流れも上記第1実施形態と同様である。   The manufacturing method of the wavelength tunable laser 100 of this embodiment is the same as that of the first embodiment. The processing flow in the wavelength tunable laser device 1b of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.

本実施形態における波長可変レーザ100は、第2の回折格子32bがSGを形成しており、SGの各反射ピークにおける位相のずれが小さいために、位相制御をより簡単とすることが可能となる。   In the wavelength tunable laser 100 according to this embodiment, the second diffraction grating 32b forms an SG, and the phase shift at each reflection peak of the SG is small, so that the phase control can be simplified. .

<第3実施形態>
第1実施形態及び第2実施形態では、第1の光導波路10aにおけるコア層12は単一層から構成されていた。しかし、光導波層33と活性層34とでは異なる組成としてもよい。以下説明する。但し、上記実施形態と同様である部分に付いては説明を省略し、相違している部分を中心に説明する。
<Third Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment, the core layer 12 in the first optical waveguide 10a is composed of a single layer. However, the optical waveguide layer 33 and the active layer 34 may have different compositions. This will be described below. However, description of parts that are the same as those in the above embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.

図5に、本実施形態の波長可変レーザ装置1cを示す。図4との差異は、コア層12が、第1の回折格子31が設けられている領域に対応する領域である光導波層33と、第1の回折格子31が設けられていない領域に対応する領域である活性層34と、から構成されており、光導波層33と活性層34とでは異なる組成である点である。   FIG. 5 shows a wavelength tunable laser device 1c according to this embodiment. The difference from FIG. 4 is that the core layer 12 corresponds to a region where the first diffraction grating 31 is not provided and the optical waveguide layer 33 which is a region corresponding to the region where the first diffraction grating 31 is provided. The optical waveguide layer 33 and the active layer 34 have different compositions.

本実施形態の波長可変レーザ100では、DFB部2の(第1の回折格子31が設けられている)光導波層33のバンドギャップエネルギーが、活性層34のバンドギャップエネルギーより大きくなっている。その為、光導波路10の光吸収を小さくできるので、レーザ閾値を下げることができ、更に波長可変レーザ100が発振する光出力を大きくすることができる。   In the wavelength tunable laser 100 of this embodiment, the band gap energy of the optical waveguide layer 33 (provided with the first diffraction grating 31) of the DFB portion 2 is larger than the band gap energy of the active layer. For this reason, since the light absorption of the optical waveguide 10 can be reduced, the laser threshold can be lowered, and the light output oscillated by the wavelength tunable laser 100 can be increased.

また、第1の光導波路10aの単位構造であるDFB部単位構造の光路長と、第2の光導波路10bの単位構造であるDBR部単位構造の光路長と、は異なる。更に、第1の回折格子31の周期と、第2の回折格子32bの周期と、は同じであることが望ましい。   The optical path length of the DFB unit unit structure, which is the unit structure of the first optical waveguide 10a, is different from the optical path length of the DBR unit unit structure, which is the unit structure of the second optical waveguide 10b. Furthermore, it is desirable that the period of the first diffraction grating 31 and the period of the second diffraction grating 32b are the same.

この場合、SGの各反射ピークでの位相のずれが少ないため、位相制御がより簡単になる利点がある。   In this case, there is an advantage that phase control is simpler because there is little phase shift at each reflection peak of SG.

本実施形態のその他の構成については第2実施形態と同様である。   Other configurations of the present embodiment are the same as those of the second embodiment.

本実施形態の波長可変レーザ1cの製造方法は上記第2実施形態と同様である。また、本実施形態の波長可変レーザ1cにおける処理の流れも上記第2実施形態と同様である。   The manufacturing method of the wavelength tunable laser 1c of this embodiment is the same as that of the second embodiment. The processing flow in the wavelength tunable laser 1c of this embodiment is the same as that of the second embodiment.

1a、1b、1c…波長可変レーザ装置、2…DFB部、3…DBR部、4…位相シフト部、10…光導波路、10a…第1の光導波路、10b…第2の光導波路、10c…第3の光導波路、10d…回折格子形成領域、10e…利得領域、11、13…光閉じ込め層、12…コア層、21…コンタクト層、22…第1クラッド層、23…第2クラッド層、24…半導体基板、31…第1の回折格子、32a、32b…第2の回折格子、33…光導波層、34…活性層、41…利得用電極、42…位相制御用電極、43…DBR部波長制御電極、44…n型電極、45…DFB部波長制御電極、60a、60b…光出射端面、100…波長可変レーザ、200…制御部、101…DFB部波長制御部、102…DBR部波長制御部、103…位相制御用電流制御部、104…光出力制御部、105…メモリ、106…判断部、200…制御部、201…波長モニタ部、202…光出力モニタ部、300…モニタ部、L1…レーザ光、L2…モニタ光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 1c ... Variable wavelength laser apparatus, 2 ... DFB part, 3 ... DBR part, 4 ... Phase shift part, 10 ... Optical waveguide, 10a ... 1st optical waveguide, 10b ... 2nd optical waveguide, 10c ... Third optical waveguide, 10d: diffraction grating forming region, 10e: gain region, 11, 13: optical confinement layer, 12: core layer, 21: contact layer, 22: first cladding layer, 23: second cladding layer, 24 ... Semiconductor substrate, 31 ... First diffraction grating, 32a, 32b ... Second diffraction grating, 33 ... Optical waveguide layer, 34 ... Active layer, 41 ... Gain electrode, 42 ... Phase control electrode, 43 ... DBR Part wavelength control electrode, 44 ... n-type electrode, 45 ... DFB part wavelength control electrode, 60a, 60b ... light emitting end face, 100 ... wavelength tunable laser, 200 ... control part, 101 ... DFB part wavelength control part, 102 ... DBR part Wavelength control unit 103... Phase control current control unit 104 ... light output control unit 105 ... memory 106 determination unit 200 ... control unit 201 wavelength monitor unit 202 light output monitor unit 300 monitor unit L1 laser light , L2: Monitor light.

Claims (8)

第1の回折格子が設けられている回折格子形成領域と、前記回折格子形成領域と光導波方向に連続して位置する利得領域と、を含む第1の光導波路を備えるDFB部と、
第2の回折格子が設けられると共に前記第1の光導波路と光学的に結合している第2の光導波路を備えるDBR部と、
前記DFB部の第1の光導波路における回折格子形成領域にDFB部波長制御電流を注入する位置に設けられたDFB部波長制御電極と、
前記DFB部の第1の光導波路における利得領域に前記DFB部波長制御電流より大きな利得用電流を注入する位置に設けられた利得用電極と、
を備える波長可変レーザ。
A DFB portion including a first optical waveguide including a diffraction grating forming region provided with a first diffraction grating, and a gain region located continuously in the optical waveguide direction with the diffraction grating forming region;
A DBR section comprising a second optical waveguide provided with a second diffraction grating and optically coupled to the first optical waveguide;
A DFB part wavelength control electrode provided at a position for injecting a DFB part wavelength control current into the diffraction grating formation region in the first optical waveguide of the DFB part;
A gain electrode provided at a position for injecting a gain current larger than the DFB wavelength control current into the gain region in the first optical waveguide of the DFB portion;
A tunable laser comprising:
前記DFB部と前記DBR部との間に設けられ、前記第1の光導波路、及び前記第2の光導波路を導波する光の位相をシフトさせる位相シフト部を更に備える請求項1に記載の波長可変レーザ。   2. The phase shift unit according to claim 1, further comprising a phase shift unit provided between the DFB unit and the DBR unit and configured to shift a phase of light guided through the first optical waveguide and the second optical waveguide. Tunable laser. 前記第2の回折格子は、SGを形成する請求項1又は2に記載の波長可変レーザ。   The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the second diffraction grating forms an SG. 前記第2の回折格子は、SSGを形成する請求項1又は2に記載の波長可変レーザ。   The wavelength tunable laser according to claim 1, wherein the second diffraction grating forms an SSG. 請求項1〜4の何れか1項に記載された波長可変レーザと、
前記DFB部波長制御電流を調整することにより、前記第1の回折格子が設けられた第1の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDFB部波長制御部と、
前記DBR部に注入されるDBR部波長制御電流を調整することにより、前記第2の回折格子が設けられた第2の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を前記所定値に制御するDBR部波長制御部と、
を備える波長可変レーザ装置。
The wavelength tunable laser according to any one of claims 1 to 4,
A DFB unit that controls one peak wavelength among a plurality of peak wavelengths of a reflection spectrum in the first optical waveguide provided with the first diffraction grating to a predetermined value by adjusting the wavelength control current of the DFB unit. A wavelength control unit;
By adjusting the DBR part wavelength control current injected into the DBR part, one peak wavelength among the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the second optical waveguide provided with the second diffraction grating is changed to the peak wavelength. A DBR wavelength control unit for controlling to a predetermined value;
A tunable laser device comprising:
前記波長可変レーザが発振する光の光出力をモニタする光出力モニタ部と、
前記光出力モニタ部がモニタした光出力が最大となるように前記位相シフト部に注入する位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御部と、
を更に備える請求項5に記載の波長可変レーザ装置。
An optical output monitor for monitoring the optical output of the light oscillated by the wavelength tunable laser;
A phase control current control unit for controlling a phase control current to be injected into the phase shift unit so that the light output monitored by the light output monitor unit is maximized;
The wavelength tunable laser device according to claim 5, further comprising:
請求項1〜4の何れか1項に記載された波長可変レーザにおける前記DFB部波長制御電流を調整することにより、前記波長可変レーザの第1の回折格子が設けられた第1の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を所定値に制御するDFB部波長制御ステップと、
前記波長可変レーザにおける前記DBR部波長制御電流を調整することにより、前記波長可変レーザの第2の回折格子が設けられた第2の光導波路における反射スペクトルの複数のピーク波長の中の一つのピーク波長を前記所定値に制御するDBR部波長制御ステップと、
を備える波長可変レーザ制御方法。
In the 1st optical waveguide in which the 1st diffraction grating of the tunable laser was provided by adjusting the DFB part wavelength control current in the tunable laser according to any one of claims 1 to 4 A DFB unit wavelength control step for controlling one peak wavelength of the plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum to a predetermined value;
By adjusting the wavelength control current of the DBR section in the wavelength tunable laser, one peak among a plurality of peak wavelengths of the reflection spectrum in the second optical waveguide provided with the second diffraction grating of the wavelength tunable laser DBR unit wavelength control step for controlling the wavelength to the predetermined value;
A tunable laser control method comprising:
前記波長可変レーザが発振する光の光出力をモニタする光出力モニタステップと、
前記光出力モニタステップにおいてモニタされた光出力が最大となるように、前記波長可変レーザのDFB部とDBR部との間に設けられ、光の位相をシフトさせる位相シフト部に注入される位相制御用電流を制御する位相制御用電流制御ステップと、
を更に備える請求項7に記載の波長可変レーザ制御方法。
A light output monitoring step for monitoring the light output of the light oscillated by the wavelength tunable laser;
Phase control provided between the DFB unit and the DBR unit of the wavelength tunable laser and shifted to the phase shift unit for shifting the phase of the light so that the optical output monitored in the optical output monitoring step is maximized. A phase control current control step for controlling the current for use;
The wavelength tunable laser control method according to claim 7, further comprising:
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